關于散貨船壓載/掃艙水系統的設計分析

高振宇

摘 要：壓載/掃艙水系統是船舶上重要的保船系統。根據船型及要求不同，其選擇壓載/掃艙水的設計布置也不同。2008年船舶市場昌盛時候，船企及設計中心為船東所供的壓載/掃艙水系統，性能及建造成本比較高。如今全球船舶市場繼續(xù)低迷，我國船舶工業(yè)的發(fā)展也受到了嚴峻考驗。目前建造同種噸位的散貨船價格只有2008年的一半，甚至更少。由于現在船價低訂單少，直接考驗著船企的生存與發(fā)展。因此目前船企在簽訂散貨船訂單時，要充分考慮在滿足規(guī)格書及各種規(guī)范要求下，盡可能優(yōu)化船舶設計建造成本，這樣才能為企業(yè)在船市低迷情況下簽訂訂單提供保障。而壓載/掃艙水系統設計方式的不同也會在船企建造成本上有所不同體現。文章著重介紹大于50000T散貨船不同壓載/掃艙水管路系統的設計分析。

關鍵詞：壓載/掃艙水系統；成本分析

1 壓載/掃艙水用途及不同設計形式分析

壓載/掃艙水系統的設計是保持船舶在航行、裝卸和停泊的穩(wěn)性。壓載/掃艙水管系的功用就是對壓載艙注入或排水，以達到船舶船體縱橫向平衡，保持適當的對稱高度，以及減輕船體的振動等。壓載水系系統是船舶上重要的保船系統，由于它負有保證船舶安全航行的重要任務，因此成為船舶管系中不可缺少的重要組成部分。針對壓載水管路的布置有多種方法，有支管式、總管式、環(huán)形總管式、管隧式和半管隧式等。就目前建造大于50000T散貨船中，壓載/掃艙水設計布置有以下幾種主式：

1.1 管隧環(huán)形總管式壓載水系統

在2008年造船市場火爆的情況下，散貨船造價相對比較高，在船企或設計院與船東簽訂規(guī)格書的時候，通常大于50000T級的散貨船，大多采用管隧環(huán)形總管式壓載水系統，配置頂壓載水艙，壓載艙設置單獨的掃艙管路。采用這種設計布置方式，遙控蝶閥布置在管隧當中，維修保養(yǎng)顯得很方便。設置獨立的掃艙管，提高的掃艙的性能，縮小掃艙的時間。另外布置較多的獨立的壓載水艙，提高了破艙穩(wěn)性的性能。但是由于獨立的壓載艙較多，再加上單獨的掃艙管路，會導致船企的建造成本很高，并且生產設計布置復雜。

1.2 管隧雙總管式壓載掃艙系統

如今船舶市場低迷，散貨船價格也大大縮水，如繼續(xù)采用管隧環(huán)形總管式壓載水系統（配置獨立的頂邊壓載水艙，設置獨立的掃艙管線），那針對船企來講，則是一個建造成本上的考驗。管隧雙總管式壓載掃艙系統的優(yōu)化設計（不設置獨立的頂邊壓載水艙，不設置獨立的掃艙管線），在我公82000T散貨船實際建造及交付過程中，則體現出建造成本的優(yōu)勢。此設計取消了獨立的掃艙管線，利用掃艙泵通過壓載水吸口進行殘留水掃艙作業(yè)。通過船體結構強度計算，第3/4壓載艙設為共用的壓截艙，5/6艙同樣設置為共用壓載艙。頂邊壓載艙利用一個滿足強度的TRUNK連接底壓載艙。采用這種設計保留了管隧遙控閥維修方便的特點，管材、管附件及遙控閥在設計成本上得到合理的控制，生產設計布置相對容易簡單。

1.3 管隧單總管式壓載掃艙系統

管隧單總管式壓載掃艙系統（不設置獨立的頂邊壓載水艙，不設置獨立的掃艙管線），相對以上第二種方式簡單一些，在管隧設計過程當中，只采一根壓載總管。這樣的布置滿足規(guī)范及船級社要求，同樣有利于生產設計的空間布置。從建造成本上，顯得更為優(yōu)越一些。

2 建造成本分析

通過以上三種壓載/掃艙水的設計布置，以82000T散貨艙為例，針對管材閥件附件建造成本統計詳見表1。

3 設計布置注意事項

3.1 壓載泵的選型

船上一般配備兩臺壓載泵，通常用采用電動、離心式帶有自吸裝置的離心泵，壓載泵的選用必須滿足于規(guī)格書上要求的注入和排放的時間。通常情況散貨船要求10h～12h。壓載泵的排量可按以下公式進行：

泵總排量=■×1.25

壓載泵的選型同時要考慮將來安裝壓載水處理裝置的能力。

3.2 艏尖艙閥的選型

根據SOLOS 要求，在限界線以下的防撞艙壁上僅可通過一根管子，以處理首尖艙內的液體，但該管子應裝有能在艙壁甲板以上操作的截止閥，其閥體應設于首尖艙內的防撞艙壁上。如果閥位于在所有營運情況下均可迅速到達之處，并且其所位于的處所不是貨物處所，則主管機關可以允許該閥設于防撞艙壁的后面。因此在處理艏尖艙的壓載水時，選擇閥門要根據以上要求執(zhí)行，如果布置的閥件空間受限，則要向船旗國申請豁免證書。

3.3 其它要求

在壓載水主管系中不能設止回閥，壓載泵的排出主閥應具備開閉和中間位置指示功能，壓載水管的吸口數量及高度要滿足計算要求，吸口盡可能放置在壓載艙的后面，以便于提高壓載/掃艙的效率。管隧設置的遙控蝶閥注意驅動頭的布置位置及檢修空間。壓載管路中使用的膨脹接頭，要考慮吸收船體撓曲造成的管子伸縮量。

4 結束語

通過以上壓載/掃艙水系統不同形式的設計和布置，以及相關建造成本的描述，為船企在與船東簽訂規(guī)格書時提供了選擇參考。隨著IMO公約，壓載水新規(guī)范的發(fā)展及要求，壓載/掃艙水系統也逐步成為綠色船舶中的重要系統。輕型環(huán)保的壓載水管材附件，以及配備壓載水處理裝置，簡單方便操作的綠色壓載/掃艙水系統已成為船舶配備的趨勢。

參考文獻

[1]中國船舶工業(yè)總公司編.船舶設計實用手冊.輪機分冊.第5篇.船舶系統.壓載水系統，241-253.

[2]SOLAS.CONSOLIDATED EDITION 2009. Chapter II-1 Part B-2 Regulation 12 Page 54.